INTEGRAZIONE DELL’INNOVAZIONE TECNOLOGICA PIÙ AVANZATA NEL PRETRATTAMENTO E NEI CICLI A POLVERI PER ALTA DURABILITÀ.
Industrias Metálicas Teru è un’azienda di trasformazione di metalli sediata a Funes (Navarra, Spagna). Nasce nel 1952 producendo macchine agricole e cabine per trattori, e da allora non ha cessato di crescere. Oggi è una moderna fabbrica di lavorazione e verniciatura metalli con alcune importanti specializzazioni, armadi metallici per vending, armadi elettrici per energie rinnovabili, elettricità, elettronica, edilizia e lavori pubblici, cabine per gru, macchinari per lavori pubblici, pedaggi autostradali, carrelli elevatori e macchinari industriali, e qualsiasi altro tipo di pezzo metallico, ferroso e non ferroso, anche in kit, con spessori fino a 12 mm.
Si tratta spesso di prodotti che richiedono resistenze all’esterno di lunga durata, di dimensioni estremamente variabili, e ottenuti con diversi tipi di metalli (acciaio, acciaio elettrozincato, diverse leghe d’alluminio).
Uno dei prodotti caratteristici dell’azienda è stato selezionato ed esposto durante i P&E Vigo Coating Days 2022, per la modernità del ciclo e delle tecnologie applicate. Abbiamo visitato l’azienda con Kepa Soto, Cabycal, guidati da José Ignacio García Gómez, il responsabile qualità della produzione Teru.
«Le linee principali di produzione di Teru – spiega José Ignacio – consegnano al cliente il prodotto finito, pronto per essere installato.
Poiché per alcune linee di prodotto è fondamentale la protezione anticorrosiva (fino alla classe C4H secondo Iso 12944), per altre è fondamentale l’estetica, e per tutte ci troviamo di fronte a un mix di dimensioni e materiali estremamente variabili, all’atto di installare la nuova linea abbiamo studiato – con il coordinamento dell’ufficio tecnico di Cabycal, del fornitore del pretrattamento e del sistema d’applicazione – una soluzione altamente flessibile, ad alta automazione, capace di ottenere il livello qualitativo ottimale richiesto per le differenti finalità che abbiamo sinteticamente menzionato».
GENESI DEL PROGETTO
«Veniamo da una lunga esperienza precedente di verniciatura che ci ha permesso di affinare il progetto della nuova linea – insieme all’ufficio tecnico di Cabycal – in modo da superare i limiti che avevamo riscontrato, sia in termini qualitativi sia di volumi produttivi. Nell’occasione abbiamo anche modernizzato la fase di pretrattamento della linea a skid per grandi cabine, che affianca la linea di verniciatura industriale».
«Teru, infatti – interviene Jesús M. Del Solar, tecnico di grande esperienza e competenza del fornitore della chimica di pretrattamento (Proquimia) – voleva migliorare anche la qualità di questo processo, e dunque abbiamo progettato un nebulizzatore da integrare nella cabina di pretrattamento, collegato mediante elettrovalvola all’armadio di preparazione del prodotto nanotecnologico. A livello tecnologico, in Teru lavora il sistema più completo oggi installato in Spagna».
«La nuova linea – prosegue José Ignacio – è caratterizzata da:
- un tunnel di pretrattamento a 5 stadi con tappa finale nanotecnologica, specificamente sviluppata, e alternativamente utilizzata, per supporti ferrosi e non ferrosi, e con un circuito addizionale che alimenta la fase di pretrattamento della linea a skid
- un doppio anello di trasporto che serve la cabina automatica a polveri, per poter applicare cicli monostrato o bistrato, senza la necessità di effettuare tutto il giro catena o forno intermedio e seconda cabina d’applicazione
- una cabina e circuito polveri di ultima generazione, quest’ultimo collegato a un lettore della presenza e dimensione pezzi, in modo da attivare solo le pistole necessarie
- aree di carico e scarico dotate di elevatori/discensori per facilitare le relative operazioni
- un trasportatore birotaia con una serie di polmoni di accumulo delle bilancelle portapezzi per regolare gli accessi alle diverse fasi del processo, in modo da lavorare sempre alla massima efficienza e saturazione delle differenti macchine
- un sistema di gestione cicli e tracciabilità bilancella per bilancella, mediante marcatura con codice a barre».
DETTAGLIO TECNICO
MATERIALI E DIMENSIONAMENTO
«Dimensionamento e materiali costruttivi sono stati scelti con cura – interviene Kepa – con l’obiettivo di minimizzare i consumi energetici, automatizzare tutte le operazioni rutinarie, garantire la richiesta robustezza strutturale e dei cicli necessaria per poter lavorare sempre alle condizioni ottimali, in ogni fase del processo e, contemporaneamente, poter contare sulla grande flessibilità d’uso dell’impianto, in modo da poter soddisfare in ogni momento la domanda di mercato per le diverse linee di prodotto di Teru».
«La zona di pretrattamento (tunnel, bagni, rampe di nebulizzazione e forno d’asciugatura) sono completamente automatizzati mediante sistema di “telemetria” (controllata a distanza anche dal laboratorio del fornitore, Proquimia), che traccia e gestisce i vari parametri di funzionamento entro stretti intervalli d’accettabilità. Il processo consta di 5 fasi (sgrassaggio, 2 risciacqui in controcorrente, conversione, risciacquo con acqua osmotizzata pura), e una fase finale di passivazione o “sigillatura” nanotecnologica nebulizzata. Ciascun bagno è mantenuto negli intervalli di temperatura, pH e conducibilità automaticamente.
Le rampe della fase finale nanotecnologica nebulizzata si dispongono automaticamente in funzione del carico di ciascuna bilancella (materiali ferrosi oppure non ferrosi, identificati dal codice a barre che identifica ciascuna bilancella) e offrono un segnale visuale per colore al gestore della linea, mediante attivazione di un anello led di colore verde o blu a seconda del prodotto che si sta nebulizzando. In questo modo utilizziamo sempre la nanotecnologia adeguata in funzione del materiale in trattamento, con le prestazioni ottimizzate in funzione della natura del supporto, per ottenere sempre la migliore qualità di progetto, sia come resistenze in nebbia salina, sia come adesione. Il sistema si mette automaticamente in stand-by tra una bilancella e l’altra. Con esclusione della fase nanotecnologica nebulizzata finale (alimentata da prodotto vergine e acqua osmotizzata pura), il tunnel è alimentato con acqua osmotizzata a partire dall’ultimo risciacquo, e utilizzata in controcorrente».
«Un disoleatore in continuo, di progettazione e costruzione Cabycal – prosegue Kepa – mantiene a lungo pulito il bagno acido di sgrassaggio, con una curva di decadimento controllata e omogenea. La chimica utilizzata funziona a temperatura ambiente (tipicamente, tra i 20 e i 30 °C), il bagno di fosfosgrassaggio, l’unico con riscaldamento, lavora a temperatura moderata (40-45 °C). Qui, un condensatore permette di evitare trascinamenti, via vapore, ai bagni successivi.
Una corretta analisi e progetto del tunnel di pretrattamento – condotta con il supporto di Jesús – permette di avere, nel tempo, un processo stabile, anche nel caso di cambiamenti nelle forme e sagome dei pezzi che dovranno essere trattati. Disoleatore e automazione del controllo del bagno attivo, delle acque di lavaggio e della deposizione nanotecnologica permettono di allungare significativamente la durata del primo e facilitare le operazioni di manutenzione, perché il tunnel si mantiene più pulito, non si formano incrostazioni nel circuito, le vasche si puliscono molto rapidamente e a intervalli lunghi.
I circuiti dei bagni sono doppi (come detto, servono anche la cabina di pretrattamento della linea a skid) e, per i formulati nanotecnologici, tripli (supporto ferroso, non ferroso e linea skid). Il sistema di gestione controlla automaticamente le condizioni del bagno attivo, produzione e condizioni delle acque di lavaggio e delle nanotecnologie. La stabilità delle condizioni di tutto il processo è una garanzia di mantenimento nel tempo dello standard di qualità definito con l’azienda».
ZONA APPLICAZIONE POLVERI E POLIMERIZZAZIONE
«Una volta usciti dall’area di pretrattamento – continua Kepa – le bilancelle entrano in un polmone di regolazione dell’accesso alla cabina automatica d’applicazione polveri.
Il polmone permette ai pezzi di raffreddare completamente e di usare sempre la cabina alla sua saturazione (e velocità) ottimale. Da qui le bilancelle hanno accesso al circuito applicazione-polimerizzazione. È costituito da un doppio anello, uno dei quali permette effettuare un secondo passaggio in cabina (cicli a doppio strato) senza la necessità di far compiere alla bilancella interessata il giro completo della linea. Questo secondo anello è dotato di due differenti linee di trasporto la seconda della quale è utilizzata per smistare i pezzi finiti direttamente alla zona di preparazione delle spedizioni. L’anello principale indirizza i pezzi finiti alla zona di scarico, dotata di polmoni di raffreddamento e discensori per facilitare il compito degli operatori di linea, e i pezzi diretti alle successive fasi. Il software gestionale coordina e ottimizza le sequenze d’accesso alla cabina d’applicazione, quando libera e configurata adeguatamente per il ciclo richiesto. La cabina e il circuito polveri, di ultima generazione, sono precedute da un sistema di lettura del carico di ciascuna bilancella, in modo da attivare solamente le pistole necessarie e così minimizzare il recupero e ricircolo dei rivestimenti in polvere, che comportano sempre un consumo innecessario di prodotto. Il circuito polveri è dotato di centro colore di ultima generazione, completamente automatico: non è più necessario l’intervento dell’operatore per le operazioni di pulizia al momento del cambio colore».
Il reparto è dotato anche di una cabina manuale, utilizzata per prove di nuovi prodotti, verniciatura prototipi, eventuali riprese di pezzi fuori standard.
Il forno, compatto, a U, è ad accumulo e riscaldamento con bruciatori in vena d’aria.
«Oltre alla cura tipica per l’isolamento termico che caratterizza i forni Cabycal – sottolinea Kepa – nelle bocche d’entrata e uscita dei pezzi abbiamo installato campane di recupero dell’aria calda, che ritorna alla camera di combustione e, su espressa richiesta di Teru, porte che si aprono nel momento d’ingresso e uscita di ciascuna bilancella».
LA COMPLESSITÀ RISOLTA IN FASE PROGETTUALE
«Il fatto che la linea possa lavorare in modo altamente automatizzato e con grande flessibilità – sottolinea Kepa – significa aver analizzato a fondo e risolto la complessità integrando soluzioni di progetto e tecnologie avanzate: dallo studio del trasportatore, in particolare il posizionamento e dimensionamento dei polmoni d’accumulo, per compatibilizzare i tempi dei vari processi in funzione dei tipi diversi di pezzi e materiali, alla loro consegna nella zona di scarico corretta secondo le successive operazioni richieste. Dallo studio in dettaglio del tunnel di pretrattamento alla gestione delle code di produzione in funzione dei differenti cicli di pretrattamento e verniciatura, mono e bistrato, per far lavorare le differenti aree dell’impianto alla saturazione ottimale e mantenendo sotto controllo consumi di materiale ed energetici. Mentre l’hardware del sistema di trasporto è stato prodotto da un’azienda fornitrice, il software di gestione è stato sviluppato interamente dalla squadra di programmazione di Cabycal. L’ufficio tecnico di Cabycal, inoltre, ha coordinato le comunicazioni dell’impianto di pretrettamento e d’applicazione polveri con il sistema di gestione generale dell’impianto. La squadra degli elettricisti di Cabycal ha provveduto alla connessione fisica del sistema di controllo e gestione delle varie macchine che compongono la linea con il sistema di tracciamento bilancella per bilancella e il software di gestione e controllo generale dell’impianto, a sua volta mantenuto sotto controllo a distanza e aperto alla connessione con il sistema gestionale di tutta l’azienda».
«Sempre in fase di progettazione – riprende José Ignacio – è stato tenuto conto dei parametri per ottimizzare i consumi, energetici e di materiale: per esempio, a seconda del tipo di carica di ciascuna bilancella si attivano in sequenza solo le pompe necessarie o solo le pistole necessarie nella cabina d’applicazione. Le bocche del forno di polimerizzazione sono dotate di porte, per minimizzare le perdite di calore».
CONCLUSIONE
«L’impianto – conclude José Ignacio – integra tecnologie di ultima generazione, l’esperienza che abbiamo accumulato negli anni con l’impianto di verniciatura precedentemente installato, l’esperienza dell’impiantista e dei fornitori della chimica e del sistema d’applicazione.
Alta automazione, controllo fine del processo e alta flessibilità dei processi ci permettono, in ogni momento e per tutta la gamma dei nostri prodotti, di offrire sul mercato prodotti caratterizzati da durabilità adeguata alle diverse destinazioni d’uso e di trasmettere ai clienti, con l’adeguata finitura, i contenuti qualitativi e l’alta affidabilità della produzione Teru».
GALLERIA
Il pezzo dell’azienda segnalato per il Top Award dei P&E Vigo Coating Days 2022, sulla destra del tavolo di Cabycal (Museo do Mar de Galicia, Vigo).
Il lay-out della linea, dalla periferica di comando e controllo della linea di verniciatura, progettata, fabbricata e installata da Cabycal.
Vista generale della linea dalla zona di carico (a destra) al tunnel di pretrattamento (al centro, verso sinistra).
Al centro della foto, l’ingresso nel tunnel di pretrattamento.
La linea a skid, modificata nella cabina di pretrattamento mediante installazione di una rampa di nebulizzazione della passivazione nanotecnologica, proveniente da un circuito della centrale di gestione del pretrattamento
La centrale di gestione del pretrattamento.
Dal polmone di attesa dell’anello dei pezzi che richiedono un ciclo bistrato (i pezzi che arrivano dal tunnel di pretrattamento incrociano da destra nella foto).
Il trasportatore birotaia nella zona di formazione dei due anelli. Il primo (sinistra) porta le bilancelle nel polmone di scarico. Il secondo (a destra, dietro al forno di polimerizzazione), porta le bilancelle verso il polmone di regolazione dell’accesso alla cabina, per l’applicazione del doppio strato. Oppure, alla seconda zona di scarico
Il sistema di gestione e controllo del processo di pretrattamento. Mantiene i bagni negli intervalli predefiniti; gestisce la produzione di acqua osmotizzata; seleziona automaticamente il ciclo alternativo per supporti ferrosi e non ferrosi. Alimenta con un secondo circuito di passivazione la linea skid; controlla le temperature dei forni.
Il secondo anello è configurato con un polmone di accumulo dei pezzi rivestiti con la mano di fondo, in attesa di ritornare in cabina per l’applicazione della finitura. E con una linea ausiliare di scarico dei pezzi finiti, che non necessitano di ulteriori operazioni e dunque sono imballati e pronti per la spedizione. Per ragioni di spazio, il filtro assoluto finale della cabina è stato installato in quest’area
